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如图所示,有一光滑的半径可变的圆形轨道处于竖直平面内,圆心O点离地高度为H.现调节轨道半径,让一可视为质点的小球a从与O点等高的轨道最高点由静止沿轨道下落,使小球离开轨道后运动的水平位移S最大,则小球脱离轨道最低点时的速度大小应为( )

A.
B.
C.
D.
【答案】分析:设圆形轨道的半径为r,则小球做平抛运动的高度为H-r,根据平抛运动的基本公式求出S的表达式,求出S取最大值的条件即可求解.
解答:解:设圆形轨道的半径为r,则小球做平抛运动的高度为H-r,
小球从最高点运动到轨道最低点的过程中,运用动能定理得:
mgr=mv2
解得:v=
小球从轨道最低点抛出后做平抛运动,则有
t=
水平位移S=vt==
当H-r=r时,S取最大值,即r=
所以v==
故选A
点评:本题主要考查了动能定理及平抛运动的基本公式的直接应用,要注意数学知识在物理解题中的应用,难度适中.
练习册系列答案
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(2010?镇江一模)如图所示,有一光滑的半径可变的
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圆形轨道处于竖直平面内,圆心O点离地高度为H.现调节轨道半径,让一可视为质点的小球a从与O点等高的轨道最高点由静止沿轨道下落,使小球离开轨道后运动的水平位移S最大,则小球脱离轨道最低点时的速度大小应为(  )

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求:(1)拉力F做的功
(2)末时刻A的速度为大小.

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